JP7664941B2 - 研磨システムの保守法及びその関連物品 - Google Patents

Description

［０００１］本開示の実施形態は、概して、半導体デバイスの製造に使用される化学機械研磨（ＣＭＰ）システムに関する。具体的には、本明細書の実施形態は、ＣＭＰシステムにおいて疎水性の構成要素表面を維持する方法、及びそれに関連する疎水性アプリケータ物品に関する。

［０００２］半導体デバイスの製造において、基板表面に堆積した材料層を平坦化又は研磨するために、化学機械研磨（ＣＭＰ）が一般的に使用される。典型的なＣＭＰプロセスでは、基板は基板キャリアに保持され、このキャリアは、研磨液の存在下で回転する研磨パッドに向けて基板の裏側を押圧する。一般に、研磨液は、１又は複数の化学成分の水溶液と、水溶液に懸濁したナノスケールの研磨粒子とを含む。研磨液により付与される化学活性及び機械的活動と、基板と研磨パッドの相対運動の組み合わせを通して、研磨パッドと接触している基板の材料層表面全体の材料が除去される。

［０００３］ＣＭＰは一般に湿式プロセスと考えられ、ＣＭＰシステムの湿潤環境内での表面上で乾燥した研磨液の望ましくない副生成物の蓄積は、ほとんど不可避である。通常、この蓄積は、ＣＭＰプロセスからの研磨液の噴霧飛沫がシステム表面で乾燥した後に残る集積した研磨粒子を含む。慎重に配合された研磨液において懸濁状態にある個々のナノスケール研磨粒子とは異なり、乾燥した研磨粒子の集積体は、ＣＭＰプロセス中に基板と接触した場合、基板表面に深刻な損傷を与える可能性がある。この損傷は、基板表面上のスクラッチ（例えば、マイクロスクラッチ）として現れることが多く、その上に形成されたデバイスの性能に有害な影響を与え得る、又は場合により、デバイスを動作不能にする可能性がある。

［０００４］従って、当技術分野では、上記の問題を解決する物品及び関連する方法に対するニーズがある。

［０００５］本開示は、概して、ＣＭＰシステム構成要素に疎水性表面を提供するために使用され得る化学的含浸アプリケータ、及び関連する塗布方法に関する。

［０００６］一実施形態では、研磨システム構成要素の表面に疎水性コーティングを形成する方法が提供される。本方法は、研磨システム構成要素の表面から研磨液残留物を除去するために、研磨システム構成要素の表面を洗浄することと、研磨システム構成要素の表面に、疎水化薬液を塗布することとを含む。

［０００７］別の実施形態では、研磨システム構成要素の表面に疎水性コーティングを形成する方法が提供される。研磨システム構成要素は、研磨システムの基板処理環境内に配置される。本方法は、研磨システム構成要素の表面から研磨液残留物を除去するために、研磨システム構成要素の表面を洗浄することと、研磨システム構成要素の表面に、疎水化薬液を塗布することとを含む。幾つかの実施形態では、疎水化薬液は、研磨システム構成要素を基板処理環境から移動させることなく、研磨システム構成要素の表面に塗布される。

［０００８］別の実施形態では、疎水性アプリケータが提供される。疎水性アプリケータは、概して、約６０％以上の多孔性を有するオープンセル発泡材料で形成されたアプリケータ物品と、疎水化薬液とを含む。幾つかの実施形態では、アプリケータ及び疎水化薬液は共に、密閉容器に包装される。

［０００９］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態を単に示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。

Ａは、一実施形態に係る、本明細書で提供される方法と共に使用され得る例示的な研磨システムの概略側面図であり、Ｂは、一実施形態に係る、図１Ａの研磨システムと共に使用される基板キャリアの一部の概略断面図である。 本明細書に記載の方法を実行するために使用され得る、一実施形態に係る疎水性アプリケータの概略等角図である。 本明細書に記載の方法を実行するために使用され得る、別の実施形態に係る疎水性アプリケータの概略等角図である。 Ａは、本明細書に記載の方法を実行するために使用され得る、別の実施形態に係る疎水性アプリケータの概略等角図であり、Ｂは、一実施形態に係る、図４Ａに記載の疎水性アプリケータと共に使用され得るクランプを更に示す概略等角図である。 本明細書に記載の方法を実行するために使用され得る、別の実施形態に係る疎水性アプリケータの概略等角図である。 一実施形態に係る、図１Ａに記載の研磨システムの一部と、本明細書に記載の方法の態様を実行するために使用され得るアプリケータ装置の概略側面図である。 一実施形態に係る、研磨システム構成要素の表面に疎水性コーティングを塗布する方法を説明する図である。 一実施形態に係る、図７に記載の方法に従って形成され、表面に配置された水滴の接触角を更に示す、研磨システム構成要素の表面の一部の概略断面図である。

［００２０］理解を容易にするために、可能な限り、図面に共通の同一要素を示すのに同一の参照番号を使用している。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有益に組み込まれ得ると考えられる。

［００２１］本開示の実施形態は、概して、化学機械研磨（ＣＭＰ）システムの維持に使用するための物品に関する。具体的には、本明細書の実施形態は、ＣＭＰシステム構成要素に疎水性表面を提供するために使用され得る疎水性アプリケータ、及びそれに関連する方法に関する。

［００２２］ＣＭＰプロセスで使用される典型的な研磨液は、水溶液中に懸濁したナノスケール研磨粒子とともに、１又は複数の化学成分の水溶液を含み得る。一般に、研磨粒子の集積体等の研磨液の乾燥残留物は、研磨プロセス中に研磨パッドの上方に配置される、又は他の方法で研磨パッドに近接する構成要素表面に蓄積する。例えば、研磨液の乾燥残留物は、研磨液がその上に分注される際に、研磨パッド上に配置された基板キャリア、パッドコンディショナアセンブリ、又は流体供給アーム等のＣＭＰシステム構成要素の表面にしばしば蓄積する。蓄積した残留物を除去しないと、研磨粒子の集積物が構成要素表面から研磨パッド上に剥がれ落ち、その後にその上で研磨される基板の材料表面に望ましくない損傷（例えば、スクラッチ）を与える可能性がある。蓄積した残留物を除去することは、一般に、手間と時間がかかる。集積した研磨粒子は、しばしば構成要素表面にセメント状の層を形成するため、消耗品交換や予防保守（ＰＭ）手順のための研磨システムのダウンタイムが長く、頻繁に発生するという好ましくない結果を招く。

［００２３］一般に、研磨液の噴霧飛沫に曝される研磨構成要素の表面は、研磨液に対する耐化学性及び／又は耐腐食性を有する材料で形成される。幾つかの実施形態では、表面は、研磨液の液滴が乾燥してその上に望ましくない研磨液残留物を形成する前に構成要素表面から流れ落ちやすくなるように、疎水性材料で形成され得る、及び／又は疎水性コーティングを有し得る。残念ながら、このような材料及び／又はコーティングの疎水性をもたらす繊細な液体と表面との界面は、耐久性に限界がある。したがって、典型的なＣＭＰ処理環境では、ＣＭＰ構成要素の表面の疎水性は、その構成要素の使用寿命が終わるずっと以前に著しく低下する可能性がある。例えば、ＣＭＰ構成要素から研磨液残留物を洗浄するための定期的な保守手順、及びそれに使用される材料、例えば研磨布、腐食性化学物質、ならびに蓄積した研磨液残留物の粒子は、しばしば構成要素表面を磨耗させ、したがってその疎水性を低下させる。構成要素の表面が摩耗すると、そこから研磨液の液滴をはじく表面の能力が低下するため、その上に研磨液残留物が蓄積される速度が増加する。したがって、本明細書の実施形態は、ＣＭＰ構成要素表面の疎水性を定期的に回復させる方法、及びその方法を実施するために使用され得る疎水性アプリケータを有益に提供する。本明細書において、疎水性アプリケータは、半導体デバイス製造設備の基板処理部分内の液体の容器の保管及び輸送に関する一般的な制限を回避するように、アプリケータ物品及び疎水化溶液の両方を単一使用の包装容器に含むように包装される。

［００２４］幾つかの実施形態では、本方法は、ＣＭＰ消耗品交換手順中に構成要素表面を処理することを含む。ＣＭＰ消耗品は、一般に、ＣＭＰプロセスで使用される物品を含み、これらは、基板処理に関連する摩耗のために限られた使用寿命を有し、したがって、その上で又はそれと共に処理された基板の数、又は累積基板処理時間に応じて、定期的に交換する必要がある。ＣＭＰ消耗品の例としては、研磨パッド、パッドコンディショニングディスク、及び基板キャリアの幾つかの構成要素が挙げられる。本方法は、概して、ＣＭＰ構成要素表面から蓄積したあらゆる研磨液残留物を洗浄し、次に構成要素表面を処理してその疎水性を回復させることを含む。新たに回復された疎水性表面は、消耗品交換又は他の保守手順の間に構成要素表面に蓄積する可能性のある研磨液残留物の量を有益に減少させ、その結果、それに関連する洗浄時間及び労働力を有益に減少させる。本明細書に記載の実施形態から利益を得ることができる例示的な研磨システムを図１Ａに示す。

［００２５］図１Ａは、一実施形態に係る、本明細書で提供されるアプリケータ及び関連方法から利益を得ることができる例示的な研磨システム１００の概略側面図である。図１Ｂは、一実施形態に係る、図１Ａの研磨システム１００と共に使用される基板キャリアアセンブリ１０４の一部の概略断面図である。

［００２６］通常、研磨システム１００は、フレーム（図示せず）及び複数のパネル１０１を特徴とし、これらにより、基板処理環境１０３が画定される。研磨システム１００は、基板処理環境１０３内に配置された複数の研磨ステーション１０２（１つは図示）及び複数の基板キャリアアセンブリ１０４（１つは図示）を含む。

［００２７］図１Ａに示すように、研磨ステーション１０２は、プラテン１０６と、プラテン１０６に取り付けられてそこに固定された研磨パッド１０８と、研磨パッドを洗浄及び／又は再生するためのパッドコンディショナアセンブリ１１０と、研磨パッド１０８上に研磨液を分注するための流体供給アーム１１２とを含む。本明細書において、プラテン１０６は、ベースプレート１１４の上方に配置され、プラテンシールド１２０（いずれも断面で示す）によって外接され、これらは集合的に排水域１１６を画定する。排水域１１６は、プラテン１０６から半径方向外向きにスピンされた流体を集め、それと流体連結している流域１１８を通して流体を排出するために使用される。

［００２８］パッドコンディショナアセンブリ１１０は、ブラシ（図示せず）等でそこから研磨副生成物を掃き出すことによって、及び／又は研磨パッドコンディショナディスク１２４（例えば、ダイヤモンド含浸ディスク）をそこに押し付けて研磨パッド１０８を研磨することによって、研磨パッド１０８を洗浄及び／又は再生するのに使用される。パッドコンディショニング工程は、基板を研磨する間に行う、すなわちエクスシトゥコンディショニング、基板を研磨すると同時に行う、すなわちインシトゥコンディショニング、又はその両方を行うことができる。

［００２９］本明細書において、パッドコンディショナアセンブリ１１０は、ベースプレート１１４に配置された第１のアクチュエータ１２６と、第１のアクチュエータ１２６に結合されたコンディショナアーム１２８と、それに固定結合されたコンディショナディスク１２４を有するコンディショナ取付プレート１３０とを含む。コンディショナアーム１２８の第１の端部は、第１のアクチュエータ１２６に結合され、取付プレート１３０は、第１の端部から遠位であるコンディショナアーム１２８の第２の端部に結合される。第１のアクチュエータ１２６は、研磨パッド１０８がその下で回転する間、コンディショナディスク１２４が研磨パッド１０８の内径と研磨パッド１０８の外径との間で振動するように、軸Ｃを中心にコンディショナアーム１２８、ひいてはコンディショナディスク１２４を掃引するために使用される。幾つかの実施形態では、パッドコンディショナアセンブリ１１０は、コンディショナアーム１２８の第２の端部に配置され、それに結合された第２のアクチュエータ１３２を更に含み、第２のアクチュエータ１３２は、軸Ｄを中心にコンディショナディスク１２４を回転させるために用いられる。典型的には、取付プレート１３０は、その間に配置されたシャフト１３４を用いて第２のアクチュエータ１３２に結合される。

［００３０］一般に、回転している基板キャリアアセンブリ１０４は、プラテン１０６、したがって研磨パッド１０８がその下のプラテン軸Ｂを中心に回転する間、プラテン１０６の内径から外径へ往復して掃引される。研磨液は、その上に位置決めされた流体供給アーム１１２を用いて研磨パッド１０８に供給され、更に、プラテン軸Ｂを中心とする研磨パッド１０８の回転によって研磨パッド１０８と基板１２２との間の研磨界面に供給される。しばしば、流体供給アーム１１２は更に複数のノズル（図示せず）を含み、これらは洗浄液の比較的高圧の流れ、例えば脱イオン水を研磨パッド１０８に供給するために使用され得る。

［００３１］図１Ｂに示すように、基板キャリアアセンブリ１０４は、キャリアヘッド１４０と、キャリアヘッド１４０に結合されたキャリアリングアセンブリ１４２と、基板１２２の取付面を提供するためにキャリアリングアセンブリ１４２の半径方向内向きに配置された可撓性膜１４８とを特徴とする。キャリアリングアセンブリ１４２は、下部環状部分と上部環状部分とを含み、ここではそれぞれ基板保持リング１４４とバッキングリング１４６となっている。基板保持リング１４４は、典型的には、その間に配置された結合層（図示せず）を用いてバッキングリング１４６に結合されたポリマーで形成される。バッキングリング１４６は、金属又はセラミック等の剛性材料で形成され、複数のファスナ（図示せず）を用いてキャリアヘッド１４０に固定される。基板保持リング１４４及びバッキングリング１４６をそれぞれ形成するために使用される好適な材料の例は、本明細書に記載の研磨液耐化学性ポリマー、金属、及び／又はセラミックのいずれか一つ又は組合せを含む。可撓性膜１４８は、典型的には、１又は複数の環状膜クランプ１５０を用いてキャリアヘッド１４０に結合され、集合的にその中に領域１５２を画定する。

［００３２］基板処理中、基板保持リング１４４は、基板１２２を囲んで、基板１２２が基板キャリアアセンブリ１０４から滑り落ちるのを防止する。通常、基板キャリアアセンブリ１０４がキャリア軸Ａを中心に回転する間、可撓性膜１４８が基板１２２に下向きの力を及ぼすように、研磨中に領域１５２が加圧され、したがって基板１２２を研磨パッド１０８に押し付ける。研磨の前後には、可撓性膜１４８を上方に偏向させて可撓性膜１４８と基板１２２との間に低圧ポケットが生じるように、領域１５２に真空を印加し、これにより基板１２２を基板キャリアアセンブリ１０４に真空チャッキングする。

［００３３］一般に、基板保持リング１４４の内径は、研磨プロセス及び基板ロード及びアンロード操作の間、例えば約２ｍｍを上回る、又は約３ｍｍを上回る等、その間にある程度の余裕ができるように、基板１２２の直径よりも大きくなっている。同様に、可撓性膜１４８の基板取付面の外径は、可撓性膜１４８がそれに対して相対的に動くことができるように、基板保持リング１４４の内径よりも小さくなっている。基板１２２と基板保持リング１４４との間、及び可撓性膜１４８と基板保持リング１４４との間の余裕により、間隙Ｇが生じる。しばしば、研磨液が間隙Ｇに入り、研磨液残留物が、基板保持リング１４４及びバッキングリング１４６の一方又は両方の半径方向内向きの表面、並びに環状膜クランプ１５０の１又は複数の半径方向外向きの表面等、その中の１又は複数の表面上に形成されることがある。幾つかの実施形態では、基板キャリアアセンブリ１０４は、キャリアヘッド１４０に配置されたヘッドカバー１５４を更に含む。

［００３４］本明細書において、研磨システム１００の１又は複数の表面、及び／又はその構成要素、例えば、パッドコンディショナアセンブリ１１０、プラテンシールド１２０、及び基板キャリアアセンブリ１０４の表面は、その上に研磨液残留物が蓄積するのを防止する及び／又は大幅に低減させるために、本明細書に記載の疎水性アプリケータ及び／又は噴霧方法を用いて処理される。

［００３５］図２は、本明細書に記載の方法と共に使用され得る、一実施形態に係る疎水性アプリケータ２００の概略等角図である。本明細書において、疎水性アプリケータ２００は、疎水化薬液２０４を含浸させたアプリケータ物品２０２を含む。本実施形態では、アプリケータ物品２０２は、繊維を含まない発泡材料、例えば、半導体デバイス製造施設のクリーンルーム環境での使用に適したポリビニルアルコール（ＰＶＡ）又はポリウレタン（ＰＵ）発泡材料で形成される。一般に、アプリケータ物品２０２を形成するために使用される発泡材料は、オープンセル孔構造、及び約６０％以上、例えば約６５％以上、約７０％以上、約７５％以上、約８０％以上、又は約９０％以上の多孔性を有する。幾つかの実施形態では、アプリケータ物品２０２を形成するために使用される発泡材料は、約５０ｋｇ／ｍ^３以上、例えば、約６０ｋｇ／ｍ^３以上、約７０ｋｇ／ｍ^３以上、例えば、約８０ｋｇ／ｍ^３以上の密度を有する。幾つかの実施形態では、アプリケータ物品２０２は、室温で柔らかく、柔軟であり、したがって、典型的には、約２５℃以下、例えば、約２０℃以下、約１５℃以下、又は例えば、約１０℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。孔径及び密度の一方又は両方は、アプリケータ物品２０２（図示のように）全体で変化する、又は孔径及び密度の一方又は両方は、その全体で均一に分布し得る。他の実施形態では、アプリケータ物品２０２は、適切な繊維系合成材料、例えば、ポリエステル布で形成され得る。

［００３６］本明細書において、疎水化薬液２０４は、溶媒と疎水化剤とを特徴とする溶液、混合物、及び／又はエマルジョンのうちの１つを含む。幾つかの実施形態では、疎水化薬液２０４は、カルボン酸系成分等の界面活性剤を更に含む。好適な溶媒の例には、炭化水素系溶媒、フッ素系溶媒、又はそれらの組み合わせが含まれる。幾つかの実施形態では、フッ素系溶媒は、２－トリフルオロメチル－３－エトキシドデカフルオロヘキサン等のハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）系溶媒である。好適な疎水化剤の例には、シロキサン、フルオロアクリレート、又はそれらの組み合わせのモノマー、オリゴマー、及び／又は他の官能基が含まれる。好適なフッ素化アクリルモノマーの例には、ペンタフルオロフェニルアクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート；１Ｈ，１Ｈ，３Ｈ－ヘキサフルオロブチルメタクリレート；２，２，２－トリフルオロエチルアクリレート；２，２，２－トリフルオロエチルメタクリレート；１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ－ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート（ＨＤＦＤＭＡ）；１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ－オクタフルオロペンチルメタクリレート；及びそれらの組み合わせが含まれる。カルボン酸系成分は、カルボン酸、カルボン酸塩、カルボン酸誘導体、又はこれらの組み合わせであってよい。

［００３７］本明細書において、疎水性アプリケータ２００の大気への暴露を防ぐために密閉された容器２０６（部分断面で示す）に包装される前に、又はそれと同時に、アプリケータ物品２０２に疎水化薬液２０４を含浸させる。容器２０６は、クリーンルーム環境での使用に一般的に受け入れられている任意の適切な材料、例えば帯電防止ポリエチレン材料で形成され得る。一般に、包装されたアプリケータ物品２０２は、本明細書に記載の塗布方法の間に形成される疎水性コーティングの厚さに対する改善された制御を提供するために、疎水化薬液２０４で完全には飽和されない。例えば、Ｘがアプリケータ物品２０２によって吸収され得る疎水化薬液２０４の重量による最大量を表す場合、包装されたアプリケータ物品２０２は、約０．８Ｘ以下、約０．７Ｘ以下、約０．６Ｘ以下、約０．５Ｘ以下、又は約０．４Ｘ以下等の約０．９Ｘ以下の重量による実際の飽和を有し得る。幾つかの実施形態では、包装されたアプリケータ物品２０２は、約０．１Ｘから約０．５Ｘ、例えば約０．２Ｘから約０．５Ｘ、又は約０．３Ｘから約０．５Ｘ等の範囲の疎水化薬液２０４の重量による実際の飽和を有する。幾つかの実施形態では、包装されたアプリケータ物品２０２は、約０．５Ｘから約０．９Ｘ、例えば約０．６Ｘから約０．９Ｘ、又は約０．７Ｘから約０．９Ｘの範囲の疎水化薬液２０４の重量による実際の飽和を有する。幾つかの実施形態では、包装されたアプリケータ物品２０２は、約０．２Ｘから約０．８Ｘ、例えば約０．３Ｘから約０．７Ｘ、又は約０．４Ｘから約０．５Ｘの範囲の疎水化薬液２０４の重量による実際の飽和を有する。

［００３８］図３は、本明細書に記載の方法と共に使用され得る、別の実施形態に係る疎水性アプリケータ３００の概略等角図である。本明細書において、容器３０６（部分断面で示す）は、図２に記載した容器２０６と実質的に同様であり、容器３０６を第１の領域３１０と第２の領域３１２に分割する不浸透性膜３０８を更に含む。アプリケータ物品３０２及び疎水化薬液２０４は、それぞれ第１の領域３１０及び第２の領域３１２に配置され、従って膜３０８によって分離される。本明細書に記載の方法の前に、ユーザが容器３０６を操作して膜３０８を破ることにより、疎水化薬液２０４がアプリケータ物品３０２の表面によって吸収される、及び／又はアプリケータ物品３０２の表面をコーティングして疎水性アプリケータ３００を形成することが可能になる。本明細書において、アプリケータ物品３０２は、図２に記載したアプリケータ物品２０２と実質的に類似している又は同じである。通常、第２の領域３１２に配置された疎水化薬液２０４の量は、膜３０８が破断されると、疎水化薬液２０４によるアプリケータ物品３０２に所望の実際の飽和を提供するように選択される。幾つかの実施形態では、アプリケータ物品３０２の所望の実際の飽和は、図２に記載したアプリケータ物品２０２の実際の飽和について記載したものと同じ範囲内である。

［００３９］図４Ａは、本明細書に記載の方法と共に使用され得る、別の実施形態に係る疎水性アプリケータ４００の概略等角図である。疎水性アプリケータ４００は、疎水化薬液２０４を含浸させたアプリケータ物品４０２を含む。本明細書において、アプリケータ物品４０２は、パッドコンディショナアセンブリ１１０の表面、例えば図１Ａのコンディショナ取付プレート１３０と第２のアクチュエータ１３２の表面、及びその間に配置された表面に疎水化薬液２０４を塗布するサイズ及び形状になっている。

［００４０］アプリケータ物品４０２は、コンディショナ取付プレート１３０の直径とほぼ同じ又はそれ以上の直径と、取付プレート１３０と第２のアクチュエータ１３２との間の距離とほぼ同じ又はそれ以下の厚さと、シャフト１３４の周りに適合する大きさの開口部４０６とを有する円筒形ディスクを含む。例えば、幾つかの実施形態では、アプリケータ物品４０２は、約１００ｍｍ以上、例えば約１５０ｍｍ以上、又は約２００ｍｍ以上、又は約１００ｍｍから約３００ｍｍの直径と、約５０ｍｍ以下、例えば約４０ｍｍ以下、又は約３０ｍｍ以下、又は約１０ｍｍから約５０ｍｍの厚さとを有する。概ね円形状の開口部４０６は、円筒形ディスクの中心（又はそれに近接する）を通って配置され、シャフト１３４の直径とほぼ同じ又はそれよりわずかに小さい直径を有する。例えば、幾つかの実施形態では、開口部４０６の直径は、約１０ｍｍから約３０ｍｍ、例えば、約１０ｍｍから約２０ｍｍである。スリット４０８は、アプリケータ物品４０２がパッドコンディショナアセンブリ１１０から取付プレート１３０を取り外すことなくシャフト１３４の周りに位置決めされ得るように、開口部４０６をアプリケータ物品４０２の外周と接続する。

［００４１］幾つかの実施形態では、アプリケータ物品４０２を形成するために使用される材料は、図２に記載したアプリケータ物品２０２を形成するために使用される材料と実質的に類似している又は同じである。アプリケータ物品４０２及び疎水化薬液２０４は、それぞれ図２及び図３に記載の容器２０６及び３０６のいずれかを用いて包装され得る。幾つかの実施形態では、アプリケータ物品４０２の実際の又は所望の実際の飽和は、図２に記載したアプリケータ物品２０２の実際の飽和について記載したものと同じ範囲内である。

［００４２］図４Ｂは、幾つかの実施形態に係る、疎水性アプリケータ４００と共に使用され得るクランプ４１２を更に示す概略等角図である。図４Ｂに示すように、クランプ４１２は、疎水性アプリケータ４００のエッジを固定し、本明細書に記載の方法を容易にするために、ユーザに人間工学的な取手を提供する。クランプは、通常、非剛性又は半剛性ポリマー、ゴム、又は合成ゴム材料等の、研磨液に対する適切な耐化学性を有する非剛性又は半剛性材料で形成され、本明細書に記載の方法中に疎水性アプリケータ４００を適所に保持するための把持強度を可能にする。幾つかの実施形態では、クランプ４１２を形成するために使用される材料は、約６０から約８５の範囲のショアＡ硬度を有する。

［００４３］図５は、本明細書に記載の方法と共に使用され得る、別の実施形態に係る疎水性アプリケータ５００の概略等角図である。疎水性アプリケータ５００は、疎水化薬液２０４を含浸させたアプリケータ物品５０２を含む。幾つかの実施形態では、アプリケータ物品５０２を形成するために使用される材料は、図２に記載したアプリケータ物品２０２を形成するために使用される材料と実質的に類似している又は同じである。幾つかの実施形態では、疎水化薬液２０４によるアプリケータ物品５０２の実際の又は所望の実際の飽和は、図２に記載したアプリケータ物品２０２の実際の飽和について記載したものと等しい又は同じ範囲内である。

［００４４］本明細書において、アプリケータ物品５０２は、接着剤５０６の使用により、第１のファスナ層５０８等のファスナ層に固定される。幾つかの実施形態では、第１のファスナ層５０８は、面ファスナシステムの一部を含み、これは、図６で説明するアプリケータ装置６００に疎水性アプリケータ５００を取り付けるために使用され得る。第１のファスナ層５０８がそれに固定されたアプリケータ物品５０２、及び疎水化薬液２０４は、それぞれ図２及び図３に記載した容器２０６又は３０６のいずれかを使用して包装され得る。

［００４５］図６は、一実施形態に係る、プラテンシールド１２０の一部に疎水化薬液２０４を塗布するために本明細書に記載の方法と共に使用され得るアプリケータ装置６００を示す研磨システム１００の一部の概略側面図である。通常、アプリケータ装置６００は、研磨パッド交換手順の間に使用され、プラテンシールド１２０の半径方向内向きの表面に疎水性アプリケータ５００を押し付け、したがって、そこに疎水化薬液２０４の層を塗布するために使用される。例えば、図６において、アプリケータ装置６００は、その上に配置されたクランプ６０２及び／又はプラテン１０６の半径方向外向きの表面の対応する開口部に配置されたファスナ６０４（点線で示す）を用いてプラテン１０６の周縁エッジに一時的に結合される。

［００４６］本明細書において、アプリケータ装置６００は、アプリケータ取付部６０６と、面ファスナシステムの第２の部分を含む第２のファスナ層６０８等のファスナ層とを含む。第２のファスナ層６０８は、接着剤の使用によってアプリケータ取付部６０６の表面に固定され、疎水性アプリケータ５００は、面ファスナシステムの使用によってアプリケータ取付部６０６に一時的に固定される。一般に、アプリケータ装置６００は、プラテン１０６がプラテン軸Ｂ（図１Ａに示す）を中心に回転する際に、プラテンシールド１２０の半径方向内向きの表面に疎水性アプリケータ５００を押し付けるために用いられる、ばね等の弾性部材６１０を更に含む。アプリケータ装置６００は、プラテンシールド１２０を研磨システム１００から取り外すという時間のかかる手順を必要とせずに、本明細書に記載の方法を有益に可能にし、その結果、定期保守のためのシステムの望ましくないダウンタイムが縮小する。

［００４７］図７は、一実施形態に係る、図１Ａの研磨システム１００の構成要素等の研磨システム構成要素の表面に疎水性コーティングを塗布する方法７００を示す図である。通常、方法７００は、消耗品交換手順又は予防保守（ＰＭ）手順等の定期的に予定された保守手順における研磨システムダウンタイムの間に実行される。

［００４８］図８は、方法７００の様々な態様を例示するために使用される、研磨システム構成要素８００の一部の概略断面図である。本明細書において、研磨システム構成要素８００は、基板研磨プロセス中に研磨液の噴霧飛沫に曝され得る研磨システム１００の任意の構成要素及び／又は他の表面を表す。例えば、研磨システム構成要素８００は、パネル１０１、基板キャリアアセンブリ１０４、パッドコンディショナアセンブリ１１０の構成要素、流体供給アーム１１２、プラテン１０６及び／又はその周辺表面、プラテンシールド１２０、又は研磨システム１００の基板処理環境１０３と共に使用される及び／又はその中に配置される任意の他の表面又は構成要素のいずれか１つであり得る。一般に、システム構成要素８００及び／又はその塗布前表面８０２は、研磨液耐化学性材料で形成される。好適な材料の例としては、シリカガラス、石英、セラミック、例えばアルミナ、研磨液耐化学性金属、及び研磨液耐化学性ポリマーが挙げられる。好適な金属の例には、ステンレス鋼合金、ニッケル－クロム合金、ニッケル－クロム－モリブデン合金、ニッケル－鉄－クロム－モリブデン合金、コバルト－ニッケル－クロム－モリブデン合金、及びチタン合金が含まれる。好適なポリマーの例としては、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、アセタールポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、ポリエーテルアミン（ＰＥＩ）及びこれらの複合材料が挙げられる。

［００４９］工程７０５において、方法７００は、塗布前表面８０２等の研磨システム構成要素の表面から研磨液残留物を除去することを含む。通常、構成要素から研磨液残留物を除去することは、洗浄液の存在下で、スポンジ又は布等の洗浄物品を塗布前表面８０２に押し付けることを含む。幾つかの実施形態では、洗浄物品は、研磨面を有し得る。一般に、洗浄液は、例示的な研磨システム１００と共に使用される研磨液の種類、及びその研磨液の残留堆積物を溶解するための洗浄液の適合性に基づいて選択される。好適な洗浄液の例としては、過酸化水素の希薄溶液、水酸化アンモニウム、及びクエン酸等の様々な酸が挙げられる。幾つかの実施形態では、洗浄液は、研磨液で使用されるのと同じ成分の少なくとも一部を有する希薄水溶液を含み得る。例えば、研磨液が水酸化カリウムを含む場合、洗浄液は、水酸化カリウムの水溶液を含み得る。幾つかの実施形態では、洗浄液は脱イオン水である。幾つかの実施形態では、洗浄液は、界面活性剤を含む。幾つかの実施形態では、研磨液残留物を除去することは、以前の消耗品交換又は予防保守手順の間に塗布された疎水性コーティングの一部も除去する。一般に、研磨システム構成要素８００から研磨液残留物を除去した後、塗布前表面８０２は、脱イオン水を用いてすすぎ、例えば、清浄乾燥空気（ＣＤＡ）を表面に吹き付けることによって乾燥させる。

［００５０］工程７１０において、方法７００は、本明細書に記載の疎水化薬液２０４等の疎水化薬液を研磨システム構成要素の塗布前表面８０２に塗布することを含む。本明細書において、疎水化薬液２０４を塗布前表面８０２に塗布することにより、塗布後表面８０６を有する疎水性コーティング８０４が形成される。本明細書において、システム構成要素に配置された水滴８０８は、約６０°以上、約６５°以上、約７０°以上、約７５°以上、約８０°以上、約８５°以上、約９０°以上、約９５°以上、約１００°以上、約１０５°以上、又は例えば約１１０°以上の塗布後表面８０６との接触角θを形成する。幾つかの実施形態では、疎水性コーティング８０４は、約１００μｍ以下、例えば、約８５μｍ以下、約８０μｍ以下、約７５μｍ以下、約７０μｍ以下、約６５μｍ以下、約６０μｍ以下、約５５μｍ以下、又は約５０μｍ以下の厚みＴを有する。

［００５１］本明細書で説明したように、研磨液の反復暴露及びそこからの研磨液残留物の洗浄による塗布前表面８０２の摩耗及び腐食により、システム構成要素８００の使用寿命にわたって塗布前表面８０２の疎水性が低下しやすい。したがって、幾つかの実施形態では、塗布前表面８０２は、約１００°以下、例えば、約９５°以下、約９０°以下、約８５°以下、約８０°以下、約７５°以下、約７０°以下、約６５°以下、約６０°以下、約５５°以下、又は約５０°以下の水接触角を有し得る。幾つかの実施形態では、疎水化薬液２０４を塗布することで、約１０％以上、例えば約１５％以上、約２０％以上、約２５％以上、約３０％以上、約３５％以上、約４０％以上、約４５％以上、約５０％以上、約６５％以上、約７０％以上、例えば約７５％以上等の疎水性の増加が有益に得られる。本明細書において、疎水性の増加は、塗布前表面８０２と塗布後表面８０６の水滴接触角θの差を用いて決定される。

［００５２］幾つかの実施形態では、システム構成要素８００の表面に形成された疎水性コーティング８０４は、疎油性表面特性を示し、例えば、塵、油、及び／又は他の微粒子等の非水性汚染物質に対して高い耐性を有する。したがって、幾つかの実施形態では、疎水性コーティング８０４は、約５０°以上、例えば約５５°以上、約６０°以上、約６５°以上、例えば約７０°以上の油接触角、本明細書ではｎ－ヘキサデカン液滴接触角を有する。ｎ－ヘキサデカン液滴接触角は、図８の水滴接触角θに示すように、塗布後表面８０６を基準として測定される。

［００５３］幾つかの実施形態では、システム構成要素８００に疎水化薬液２０４を塗布することは、疎水化薬液２０４を含浸させたアプリケータ物品を塗布前表面８０２にこすりつける又は押し付けることを含む。例えば、幾つかの実施形態では、方法７００は、本明細書に記載の疎水性アプリケータ２００、３００、４００、及び／又は５００のいずれか一つを用いて実行され得る。

［００５４］方法７００の幾つかの実施形態では、疎水化薬液は、基板処理環境から研磨システム構成要素を移動させることなく、研磨システム構成要素の表面に塗布される。例えば、幾つかの実施形態では、システム構成要素８００はプラテンシールド１２０を含み、疎水化薬液２０４は、図６で説明したアプリケータ装置６００を用いてプラテンシールド１２０の半径方向内向きの表面に塗布される。それらの実施形態では、疎水化薬液２０４を塗布することは、研磨プラテン１０６、従ってそれに結合されたアプリケータ装置６００を回転させて、疎水性アプリケータ５００をプラテンシールド１２０の半径方向内向きの表面に押し付けることを含み得る。

［００５５］他の実施形態では、システム構成要素８００は、第１のアクチュエータ１２６、コンディショナアーム１２８、コンディショナ取付プレート１３０、第２のアクチュエータ１３２、シャフト１３４、又はそれらの組み合わせ等の、パッドコンディショナアセンブリ１１０の構成要素を備える。それらの実施形態では、疎水化薬液２０４を塗布することは、シャフト１３４の周りで疎水性アプリケータ４００を動かす前に、シャフト１３４が開口部４０６を通って配置されるように、コンディショナ取付プレート１３０と第２のアクチュエータ１３２との間に配置された隙間に疎水性アプリケータ４００を滑り込ませることを含み得る。

［００５６］別の実施形態では、疎水性コーティング８０４は、システム構成要素８００が基板処理環境１０３から移動された後に、システム構成要素８００の表面に塗布され得る。幾つかの実施形態では、疎水性コーティング８０４は、疎水化薬液２０４の液滴を生成し、それに塗布前表面８０２を暴露する噴霧方法、本明細書では“スプレープロセス”を用いてシステム構成要素８００の塗布前表面８０２に塗布される。好適なスプレープロセスの例には、超音波ノズルを用いた超音波スプレー、加圧スプレー、及びエレクトロスプレーが含まれる。

［００５７］典型的な超音波スプレープロセスは、超音波ノズルを動作させて高周波音波を液体、例えば疎水化薬液２０４に伝達される機械的エネルギーに変換し、それがノズルのオリフィスから出るときに液体を噴霧させることを含む。超音波ノズルは、そこから提供される液滴の中央値液滴サイズを決定する共振周波数で動作するように構成される。通常、高周波で動作する超音波ノズルは、低周波で動作する超音波ノズルに比べて、比較的小さい中央値液滴サイズを提供する。一実施形態では、疎水化薬液２０４は、１０ｋＨｚから約２００ｋＨｚの範囲の周波数、例えば、約２００ｋＨｚ以下、約１９０ｋＨｚ以下、約１８０ｋＨｚ以下、約１７０ｋＨｚ以下、約１６０ｋＨｚ以下、約１５０ｋＨｚ以下、約１４０ｋＨｚ以下、約１３０ｋＨｚ以下、約１２０ｋＨｚ以下、約１１０ｋＨｚ以下、約１００ｋＨｚ以下、約９０ｋＨｚ以下、約８０ｋＨｚ以下、約７０ｋＨｚ以下、約６０ｋＨｚ以下、約５０ｋＨｚ以下、約４０ｋＨｚ以下、例えば約３０ｋＨｚ以下で動作する超音波ノズルを用いて塗布される。幾つかの実施形態では、超音波ノズルは、約１０ｋＨｚ以上の周波数、例えば約２０ｋＨｚ以上、約３０ｋＨｚ以上、約４０ｋＨｚ以上、約５０ｋＨｚ以上、約６０ｋＨｚ以上、約７０ｋＨｚ以上、約８０ｋＨｚ以上、約９０ｋＨｚ以上、約１００ｋＨｚ以上、約１１０ｋＨｚ以上、約１２０ｋＨｚ以上、約１３０ｋＨｚ以上、約１４０ｋＨｚ以上、例えば約１５０ｋＨｚ以上で動作する。

［００５８］加圧スプレープロセスは、一般に、圧力下で推進剤を用いて疎水化薬液２０４のエアゾール霧を提供し、システム構成要素８００の塗布前表面８０２をそれに暴露することを含む。

［００５９］エレクトロスプレープロセスでは、エレクトロスプレーノズルへの約１０００Ｖ以上等の比較的高い電圧の印加により、液体、例えば疎水性薬液２０４に静電気を帯電させる。この静電気の帯電により、静電反発力によって流体が微細な霧状に噴霧される。一般に、コーティングされるシステム構成要素８００は、接地されたステージに配置され、これにより帯電した液滴がその表面に引き寄せられる。有益なことに、静電スプレープロセスを使用することにより、比較的凹凸のある表面を有するシステム構成要素８００全体で実質的に均一な疎水性コーティング８０４を得ることができる。

［００６０］幾つかの実施形態では、方法７００の様々な工程は、基板キャリアアセンブリ１０４の改修中等、システム構成要素８００の改修中に使用され得る。一実施形態では、方法７００は、基板キャリアアセンブリ１０４を取り外すこと、その構成要素表面に蓄積した研磨液残留物を除去すること、及び疎水性アプリケータ２００、３００、４００、又は５００の１つ又は組み合わせ及び／又はスプレープロセスを用いて、疎水性コーティング８０４のコーティングをそれに塗布することを含む。したがって、幾つかの実施形態では、疎水性コーティング８０４は、キャリアリングアセンブリ１４２の表面、例えば、内径及び外径、キャリアヘッド１４０、ヘッドカバー１５４、並びに研磨プロセス中に研磨液に暴露される可能性がある１又は複数の環状膜クランプ１５０の表面に塗布される。幾つかの実施形態では、システム構成要素の少なくとも幾つかは新しいものであり、したがって、方法７００は、そこから研磨液残留物を除去することを含まない場合がある。

［００６１］有益なことに、本明細書に記載の方法７００及び／又は疎水性アプリケータ２００、３００、４００、及び／又は５００は、システム構成要素８００の表面上への疎水性コーティング８０４の塗布を容易にする。疎水性コーティング８０４は、消耗品交換及び他の保守手順の間に構成要素表面に蓄積する可能性のある研磨液残留物の量を減少させ、概して清浄なシステムを提供し、過度の残留物蓄積に関連する表面スクラッチ等の基板処理欠陥を減少させる。構成要素表面上の研磨液残留物蓄積量を低減させることによって、本明細書で提供する方法及び物品は、それらの残留物を洗浄するのに必要な労働及び時間を有益に縮小し、システム構成要素の使用寿命を有益に延長する。幾つかの実施形態では、本方法は、基板キャリアアセンブリ１０４の改修（改造）中等の、研磨システム１００から離れた場所で実行され得る。他の実施形態では、方法７００は、基板処理環境１０３から研磨システム構成要素８００を移動させることなく実行され得る。基板処理環境から構成要素を取り外す及び／又は移動させることなくシステム構成要素上に疎水性コーティングを塗布することで、システム構成要素を研磨システムから取り外す場合に生じ得る労働、時間、及びコストも有益に削減することができる。

［００６２］前述の内容は本開示の実施形態を対象としているが、以下の特許請求の範囲によって決定されるその基本的な範囲から逸脱することなく、本開示の他のさらなる実施形態を考案することが可能である。

Claims (13)

1. 研磨システム構成要素の表面に疎水性コーティングを形成する方法であって、
   前記研磨システム構成要素の前記表面から研磨液残留物を除去するために、前記研磨システム構成要素の前記表面を洗浄することと、
   前記研磨システム構成要素の前記表面に、疎水化薬液を塗布することと
   を含む方法。
2. 前記研磨システム構成要素は、基板キャリアアセンブリの一部であり、前記疎水化薬液は、スプレープロセスを用いて塗布される、請求項１に記載の方法。
3. 前記疎水化薬液は、疎水性アプリケータを用いて塗布され、前記疎水性アプリケータは、
   ６０％以上の多孔性を有するオープンセル発泡材料で形成されたアプリケータ物品と、
   疎水化薬液と
   を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記アプリケータ物品及び前記疎水化薬液は、密閉容器に包装される、請求項３に記載の方法。
5. 前記密閉容器に配置された前記アプリケータ物品に、前記疎水化薬液を含浸させる、請求項４に記載の方法。
6. 前記密閉容器は、前記アプリケータ物品を前記疎水化薬液から分離させる膜層を含み、更に、膜を破壊して前記アプリケータ物品に前記疎水化薬液を含浸させることを含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記研磨システム構成要素は、プラテンシールドを含み、
   前記疎水性アプリケータは、研磨プラテンに結合され、
   前記疎水化薬液を塗布することは、前記疎水性アプリケータを前記プラテンシールドの半径方向内向きの表面に押し付けるように、前記研磨プラテンを回転させることを含む、
   請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記研磨システム構成要素は、研磨システムの基板処理環境内に配置され、
   前記疎水化薬液は、前記研磨システム構成要素を前記基板処理環境から移動させることなく、前記研磨システム構成要素の前記表面に塗布される、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記研磨システム構成要素は、研磨パッドコンディショニングディスクを取り付けるための第１の表面と、前記第１の表面とは反対の第２の表面とを有するコンディショナ取付プレートを含み、
   前記疎水化薬液は、前記コンディショナ取付プレートをパッドコンディショナアセンブリから取り外すことなく、前記第２の表面に塗布される、請求項８に記載の方法。
10. 前記オープンセル発泡材料は５０ｋｇ／ｍ ^３ 以上の密度を有する、請求項３から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記オープンセル発泡材料は２５℃以下のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する、請求項３から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 研磨システム構成要素の表面に疎水性コーティングを形成する方法であって、
    前記研磨システム構成要素の前記表面から研磨液残留物を除去するために、前記研磨システム構成要素の前記表面を洗浄することと、
    前記研磨システム構成要素の前記表面に、疎水化薬液を塗布することであって、前記研磨システム構成要素は、研磨システムの基板処理環境内に配置され、前記疎水化薬液は、前記研磨システム構成要素を前記基板処理環境から移動させることなく、前記研磨システム構成要素の前記表面に塗布される、前記研磨システム構成要素の前記表面に、疎水化薬液を塗布することと
    を含む方法。
13. 前記疎水化薬液は、疎水性アプリケータを用いて塗布され、前記疎水性アプリケータは、
    ６０％以上の多孔性を有するオープンセル発泡材料で形成されたアプリケータ物品と、
    前記疎水化薬液と
    を含む、請求項１２に記載の方法。

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